2月6日，世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)（World Laureates Association，下稱“頂科協(xié)”、WLA）在上海首次面向全球發(fā)布年度報(bào)告。這份被稱為《WLA年度發(fā)布》的報(bào)告，主題為《希望之光，疫情下的科學(xué)突破》。

報(bào)告立足對過去一年全球范圍內(nèi)的科學(xué)熱點(diǎn)、科學(xué)大事件，特別是科學(xué)突破進(jìn)行盤點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，包括15位諾貝爾獎(jiǎng)得主在內(nèi)的30位世界頂尖科學(xué)家對此進(jìn)行了點(diǎn)評。

世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)是全球匯聚頂尖科學(xué)家最多的科學(xué)家組織之一。協(xié)會(huì)目前有獲獎(jiǎng)?wù)邥?huì)員 163 位，其中諾貝爾獎(jiǎng)68位，沃爾夫獎(jiǎng)27位，拉斯克獎(jiǎng)15位，圖靈獎(jiǎng)9位，菲爾茲獎(jiǎng)6位，科學(xué)突破獎(jiǎng)15位，蓋爾德納獎(jiǎng)11位，京都獎(jiǎng)4位，麥克阿瑟天才獎(jiǎng)3位，杰出科學(xué)家4位，世界糧食獎(jiǎng)1位?？茖W(xué)家會(huì)員覆蓋全球 25 個(gè)國家、80 所頂尖實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)。

這份近3萬字的《WLA年度發(fā)布》報(bào)告，共分三大部分，涵括了24個(gè)科學(xué)熱點(diǎn)。其中第二部分最為矚目：頂尖科學(xué)家評價(jià)2020年度有影響力的科學(xué)突破——

1、mRNA疫苗（信使核糖核酸疫苗）

2020年極不尋常，新冠疫情暴發(fā)，以人類始料未及的方式深刻改變了我們的生活，包括科研生態(tài)。

盡管世界多國飽受新冠肺炎疫情重創(chuàng)，但全球科學(xué)家正以驚人速度開展應(yīng)對這一嚴(yán)重公共衛(wèi)生危機(jī)的相關(guān)研究，圍繞病毒探源、臨床診療、疫情防控進(jìn)行科研攻關(guān)，產(chǎn)出海量研究成果。疫苗更是以前所未見的速度經(jīng)歷研發(fā)、臨床至投產(chǎn)應(yīng)用。

mRNA疫苗（信使核糖核酸疫苗），當(dāng)之無愧入選《WLA年度發(fā)布》報(bào)告。2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主蘭迪·謝克曼（Randy Schekman ）說：COVID-19大流行釋放了世界各地生物醫(yī)學(xué)科學(xué)力量來設(shè)計(jì)疫苗，以阻止致命SARS-CoV-2病毒的傳播。

1987年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主讓-馬里?萊恩（Jean-Marie Lehn）強(qiáng)調(diào)：mRNA疫苗開發(fā)是應(yīng)對COVID-19疫情中最重大的突破。

2004年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主阿夫拉姆·赫什科（Avram Hershko）則表示：盡管針對COVID-19基于RNA疫苗的快速和極高效率開發(fā)，在當(dāng)前受到普遍稱贊，但是人們還未能充分了解基于基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)，而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得重要突破的科學(xué)意義。

1997年加拿大蓋爾德納國際獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)科學(xué)家理查德?海因斯（Richard Hynes）表述更加直截了當(dāng)：顯然，不需要復(fù)雜冷鏈的單一劑量疫苗，在對抗這種（以及未來的）“大流行”中將非常重要。

2、人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)

自超導(dǎo)被發(fā)現(xiàn)以來，室溫超導(dǎo)就一直是該領(lǐng)域的終極夢想，人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)，這是非常大的進(jìn)步。不過，達(dá)成這次室溫超導(dǎo)的代價(jià)是高達(dá)260萬個(gè)大氣壓的高壓，可實(shí)用的室溫超導(dǎo)材料依然前路漫漫。

2006年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主喬治?斯穆特三世（George Smoot III）表示：超導(dǎo)體因其可以零電阻無損耗地導(dǎo)電，被廣泛應(yīng)用于各種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器，如核磁共振掃描儀使用的高場磁體以及粒子加速器。但降至極低溫才能出現(xiàn)超導(dǎo)特性導(dǎo)致成本高昂，無法用于現(xiàn)實(shí)生活。2020年，美國羅切斯特大學(xué)的蘭加·迪亞斯（Ranga Dias）等人在溫度高達(dá)15℃的高壓富氫材料中觀察到了超導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)表于10月《Science》上。迪亞斯等人制作的碳硫氫化材料將此前的超導(dǎo)溫度紀(jì)錄提升了大約35℃，也因此第一次在室溫下成功觀測到了超導(dǎo)現(xiàn)象?？茖W(xué)家們認(rèn)為，改變材料的化學(xué)組成或許能減小所需的壓力，朝著真正的日常應(yīng)用更進(jìn)一步。

2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主安德烈?蓋姆（Andre Geim）點(diǎn)評說：盡管研究人員經(jīng)常懷疑室溫超導(dǎo)性是否可以實(shí)現(xiàn)，但是在從未預(yù)料到、或被認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的溫度下反復(fù)發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)性，這是非常大的躍進(jìn)。讓研究人員備感興奮的是，有可能在正常的環(huán)境壓力下實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)體，這將使許多事情變得可行，并且實(shí)際應(yīng)用很可能在我們的日常生活中司空見慣。找到一種室溫超導(dǎo)體“將具有巨大的技術(shù)重要性，例如，有助于解決世界的能源問題，提供更快的計(jì)算機(jī)，產(chǎn)生新穎的存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)設(shè)備以及啟用超靈敏傳感器等”。

3、AI 首次精準(zhǔn)預(yù)測蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)

AI對蛋白質(zhì)折疊的極近準(zhǔn)確預(yù)測，是2020年生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最重要的科學(xué)進(jìn)展之一，它對結(jié)構(gòu)生物學(xué)意義重大，并有望進(jìn)一步擴(kuò)展到蛋白質(zhì)精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)預(yù)測的層面，對生物學(xué)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主文卡?拉馬克里希南（Venki Ramakrishnan）表示：在過去一年中，DeepMind的一個(gè)小組開發(fā)了一種名為AlphaFold的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，該算法能夠從序列中預(yù)測出很大一部分以前未知的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性接近于實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性（并且在許多情況下與它們相匹配），并且它們可用于多達(dá)一千個(gè)基團(tuán)的相當(dāng)大的蛋白質(zhì)。這是一項(xiàng)重大突破，對結(jié)構(gòu)生物學(xué)具有重要意義。如果可以擴(kuò)展到預(yù)測蛋白質(zhì)之間的界面結(jié)構(gòu)，它就可以預(yù)測細(xì)胞內(nèi)的相互作用，從而生成描述這種相互作用的一個(gè)全面圖譜，對生物學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

1997年加拿大蓋爾德納國際獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)科學(xué)家理查德?海因斯（Richard Hynes）強(qiáng)調(diào)：結(jié)合冷凍電鏡的結(jié)構(gòu)表征，將在理解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征并可能對其進(jìn)行修飾方面取得巨大進(jìn)展。

2019年生命科學(xué)突破獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)科學(xué)家陳志堅(jiān)（Zhijian Chen）：在我看來，2020年在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域兩個(gè)最重要的科學(xué)進(jìn)展是：1）AlphaFold對蛋白質(zhì)折疊的近準(zhǔn)確預(yù)測; 2）COVID-19疫苗以創(chuàng)紀(jì)錄的驚人速度被開發(fā)出來。

2020其他科學(xué)突破：

CRISPR基因編輯技術(shù)首次成功治愈兩種遺傳性血液病

CRISPR基因編輯技術(shù)為治愈不治之癥提供了有效解決方案，其發(fā)展空間廣闊，并將促使相關(guān)新技術(shù)大量涌現(xiàn)。但在關(guān)注技術(shù)價(jià)值的同時(shí)，它的公平性、可控性和倫理性也應(yīng)特別注意。

在原子尺度上首次拍攝到化學(xué)鍵的形成與斷裂的動(dòng)態(tài)影像

利用碳納米管作為納米催化劑，通過透射電子顯微鏡（TEM）在單分子水平上讓人類首次觀察到了化學(xué)鍵形成與斷裂的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)過程，為人類全面理解化學(xué)鍵提供了全新視角。

首次獲取“從頭到尾”完整的人類 X 染色體序列

研究人員首次“從頭到尾”確認(rèn)了人類 X 染色體的完整序列，其中不存在任何缺口，它的精確度達(dá)到了前所未有的水平。這一成就開啟了基因組學(xué)研究的新時(shí)代，人類離揭秘遺傳信息又進(jìn)了一步。

冷凍電鏡達(dá)到原子分辨率

人類突破了冷凍電鏡成像在分辨率上的限制，將分辨率提高到單個(gè)原子水平，超越了0.1納米的極限——這在過去幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的成就。利用冷凍電鏡這一強(qiáng)大工具，成功觀測到了COVID-19病毒刺突蛋白融合前的結(jié)構(gòu)構(gòu)象及作用狀態(tài)，為疫苗的成功接種打下了基礎(chǔ)。

量子波動(dòng)可在宏觀尺度上搖動(dòng)實(shí)物

麻省理工學(xué)院在2020年用LIGO引力波探測器做出了令人印象深刻的發(fā)現(xiàn)——“通過壓縮真空來超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限”。它標(biāo)志著人類在宏觀尺度上對超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限的操控日趨成熟，將使引力天線能夠更加準(zhǔn)確地探測到由黑洞和中子星坍縮事件引發(fā)的弱信號(hào)。未來，科學(xué)家們可以通過它探索宇宙與時(shí)空深處更多未知的地帶。

給量子測量過程拍快照

“拍攝量子測量的快照”這個(gè)主題相當(dāng)重要，它表明量子躍遷是連續(xù)不間斷地進(jìn)行著，而不是瞬時(shí)的。這使我們對量子力學(xué)的內(nèi)部運(yùn)作有了更深入的了解，并且能給量子計(jì)算帶來一些新的啟示。

絕對聲速極限受基本常數(shù)制約

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聲音在固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)中傳播速度的上限僅與兩個(gè)無量綱量有關(guān)。聲音在理論上的金屬氫中可能達(dá)到的最快速度為大約每秒 36 公里，約是鉆石中音速的兩倍，空氣中音速的一百倍。

參與盤點(diǎn)《WLA年度發(fā)布》的世界頂尖科學(xué)家，還對疫情下的科研生態(tài)及未來走勢進(jìn)行了預(yù)判，他們指出：2020年的科學(xué)進(jìn)步令人印象深刻，在這一年，“科學(xué)”一詞從未如此頻繁被提及。疫情背景下，科學(xué)與政治的結(jié)合，也可以產(chǎn)生重大突破；同時(shí)，我們應(yīng)盡快回歸氣候變化、生物多樣性、糧食等重大問題的研究。

《WLA年度發(fā)布》報(bào)告強(qiáng)調(diào)：基礎(chǔ)科學(xué)影響人類未來。正如2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主塞爾日·阿羅什（Serge Haroche）所說：這么短時(shí)間里獲得疫苗成功，與物理學(xué)無關(guān)。但，科學(xué)是一個(gè)整體，它可以提醒所有科學(xué)家，一旦基礎(chǔ)科學(xué)為創(chuàng)新蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)并形成科學(xué)方法，這種科學(xué)方法將具有可以解決許多重要問題的力量。我們應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)記2020年疫苗開發(fā)競賽帶來的啟示：好奇心驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)研究，已經(jīng)提供了必要的知識(shí)，只要確定目標(biāo)，并且在無論哪個(gè)領(lǐng)域（生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)或是物理學(xué)）的研究投入了足夠財(cái)力和人力資源，就可以實(shí)現(xiàn)巨大成功。頂尖科學(xué)家堅(jiān)信：依靠全球科學(xué)家共同努力，科學(xué)力量將最終戰(zhàn)勝疫情甚至生物多樣性、可持續(xù)能源和氣候變化等其它科學(xué)難題。

世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)表示，積極發(fā)起年度科學(xué)盤點(diǎn)，是該協(xié)會(huì)科學(xué)家集聚效應(yīng)最富價(jià)值的體現(xiàn)。《WLA年度發(fā)布》也是世界頂尖科學(xué)家論壇價(jià)值會(huì)議三大核心之一。這一發(fā)布將形成機(jī)制，致力成為深具權(quán)威性和影響力的科學(xué)界風(fēng)向標(biāo)。